針對(duì)能源使用情況的預(yù)測(cè)分析

李晨陽(yáng) 馬隴峰 惠召

摘 要：在美國(guó)，能源政策的許多方面分散到國(guó)家層面，同時(shí)不同州的不同地區(qū)和行業(yè)會(huì)影響能源使用和生產(chǎn)。本文以美國(guó)四大州為例，針對(duì)其能源利用以及未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。首先對(duì)605個(gè)變量進(jìn)行了分類和篩選，分別描述了四個(gè)州的能耗消耗。其次對(duì)于能源未來(lái)使用情況進(jìn)行插值擬合分析， 最后針對(duì)結(jié)果進(jìn)行了每一個(gè)州的詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：能源利用 趨勢(shì)預(yù)測(cè) 擬合

引言

1970年，美國(guó)12個(gè)西部州組成了西部州際能源契約組織（WIEC），其任務(wù)重點(diǎn)是促進(jìn)這些州之間在核能技術(shù)開(kāi)發(fā)和管理方面的合作。 州際契約是兩個(gè)或兩個(gè)以上州之間的合同安排，在這兩個(gè)州或多個(gè)州之間，這些州就具體的政策問(wèn)題達(dá)成協(xié)議，并采取一套標(biāo)準(zhǔn)或就某一特定區(qū)域或國(guó)家事宜相互合作。

1 能源比例分析

本文根據(jù)EIA提供的能源分類，將能源類型分為以下幾類：煤炭、餾分油、電力、液化石油氣、汽油以及天然氣（包括補(bǔ)充氣）、其他石油產(chǎn)品、可再生能源和剩余燃料油。根據(jù)能源分類將數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的所有能源分為三類：不可再生能源，可再生能源和二次能源，如下圖所示。

對(duì)于新墨西哥州來(lái)說(shuō)，餾分油、電力、汽車(chē)天然氣和天然氣消費(fèi)的份額很高，可再生能源在總能源中的份額非常低，但超過(guò)煤炭消費(fèi)總量。 對(duì)于得克薩斯州來(lái)說(shuō)，餾分油、液化石油氣、汽車(chē)汽油、天然氣和其他石油產(chǎn)品消耗很大比例，可再生能源在總能源中的比例很低。 至于西太平洋沿岸的加利福尼亞州，餾分油、電力、汽油、天然氣和可再生能源的消耗量要高得多。亞利桑那州的餾分油、電力、汽車(chē)燃?xì)狻⑻烊粴夂涂稍偕茉凑己艽蟊壤?一般來(lái)說(shuō)，四個(gè)州中每一個(gè)州的總能耗按降序排列為：德克薩斯州、加利福尼亞州、亞利桑那州、新墨西哥州。

2 能源預(yù)測(cè)分析

接下來(lái)對(duì)六個(gè)州的總能源、可再生能源、電力、煤炭、天然氣和石油進(jìn)行50年的變化分析。發(fā)現(xiàn)在這50年里：

新墨西哥州在過(guò)去的50年里，生物質(zhì)總量、煤炭消費(fèi)總量和可再生能源消費(fèi)總量幾乎沒(méi)有變化，處于非常低的水平。 盡管電力基礎(chǔ)很低，但仍處于持續(xù)增長(zhǎng)的狀態(tài)。 石油產(chǎn)品和天然氣一直處于高消耗狀態(tài)，但天然氣已經(jīng)變化了50年，但整體趨勢(shì)沒(méi)有改變。 石油產(chǎn)品50多年來(lái)一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，到2009年，石油產(chǎn)品已成為能源消費(fèi)的主要因素。

在德克薩斯州，總生物量、煤炭和可再生能源已經(jīng)處于非常低和穩(wěn)定狀態(tài)50年，而可再生能源從原來(lái)的第二位保持在快速增長(zhǎng)的狀態(tài)，成為第一位。 雖然過(guò)去50年來(lái)天然氣出現(xiàn)了輕微的變化，但整體而言，仍處于穩(wěn)定的消費(fèi)值。

在加利福尼亞州，生物質(zhì)和煤炭總量一直處于低谷狀態(tài)，近年來(lái)煤炭總量已經(jīng)瀕臨消失，總生物量略有增加。 近年來(lái)，天然氣變化不大，處于穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)。 在過(guò)去的50年里，電力和可再生能源正處于增長(zhǎng)期。 但是，增長(zhǎng)速度并不像石油產(chǎn)品那么高。

在亞利桑那州，電力占主導(dǎo)地位，并且在50年內(nèi)一直在快速增長(zhǎng)，但如果發(fā)生改革，其他一些能源可能逐漸取代天然氣，因此呈現(xiàn)比例曲線下降的趨勢(shì)。 電力和石油產(chǎn)品在過(guò)去的50年里變化不大。 但煤炭消費(fèi)量大幅增長(zhǎng)，但比重尚未上升，表明存在這些問(wèn)題。

結(jié)論

本文以美國(guó)四大州為例，針對(duì)其能源利用以及未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。首先對(duì)605個(gè)變量進(jìn)行了分類和篩選，分別描述了四個(gè)州的能耗消耗。其次對(duì)于能源未來(lái)使用情況進(jìn)行插值擬合分析， 最后針對(duì)結(jié)果進(jìn)行了每一個(gè)州的詳細(xì)分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]Ding L， Goshtasby A. On the Canny edge detector[J]. Pattern Recognition， 2001， 34（3）：721-725.

[2]Jin H， Liu Q， Lu H， et al. Face Detection Using Improved LBP under Bayesian Framework[C].International Conference on Image and Graphics. IEEE Computer Society， 2004：306-309.